运用演示实验突破高中物理教学难点的实践探索*

郭艳平

随着素质教育的不断深入，教师的教育教学模式发生了很大的转变。作为高中物理教师，应重视演示实验在物理教学中的应用，顺应物理学科的教学特点，将其充分融入物理教学过程中，从而有效地将抽象的问题具体化，降低物理教学难度，帮助学生更好地理解物理知识，形成物理思维，提升物理学习能力。

一、整合物理教学资源，发挥多媒体的作用

传统物理教学中的实验器材已经无法满足新课改的要求，因而需要对教材资源进行充分而有效的整合。采用演示实验教学方法能够有效改善上述问题。在实验开始前，教师可依据现有的教学条件，与实际要求相结合，调整好实验用具。例如，在学习“曲线运动”这一章节时，由于静止的教学实验工具无法帮助学生更好地了解曲线的运动速度和方向，因此，教师可以采用多媒体教学方式，帮助学生更加全面地了解曲线运动的主要受力点，从而提高物理课堂教学效率。

高中物理涉及的知识点较多，教学内容也较为丰富。采用多媒体教学能够利用视频动画的方式将知识点逐一分解，直观效果更强。多媒体还能够有效展示实验过程中出现的各种现象和问题，再通过投影仪进行完整展现，从而对实验的不同环节进行合理把控，使得实验精细化程度更高。若在实际的学习过程中发现实验过程较为烦琐和复杂，甚至需要花费一定的时间才能观察到实验的结果，此时，教师可以在上课前先做好相关的演示实验，在演示过程中借助多媒体将整个实验过程记录下来。在上课过程中借助多媒体软件和投影仪播放实验过程和结果，不仅能够有效节约课堂教学时间，更能提高实验成功率，还能够更好地对实验局部和细节进行相应的放大或缩小，提升演示实验的利用率，提高课堂教学水平。例如，在学习“曲线运动”时，教师可以提前让学生进行预习，并借助手机等录像设备对曲线运动的实验进行完整记录，记录完成后在物理课堂上利用投影仪进行播放，同桌之间或小组之间相互讨论，发现彼此在实验过程中存在哪些问题需要改善，不断提高学生的动手能力和观察能力。需要注意的是，由于拍摄范围和拍摄角度的限制，会导致呈现出的实验效果有所不同，因此，在实际应用过程中，教师要提前对拍摄角度、拍摄范围等做好统一要求，确保实验的准确性[1]。

二、引发学生自主探究，增强学生的主体性

高中物理知识抽象性较强，对学生的逻辑推理等思维能力有一定的要求，加之高中物理所学的知识与生活关联性不大，学生在无法有效解决面临的问题时，自主学习、自主探究的意识就会降低，容易产生畏难心理，丧失对物理学习的兴趣。而演示实验能够很好地解决上述问题，不仅能够培养学生学习的积极性，提高解决问题的能力，还能培养学生自主探究的习惯，增强学生的主体性思维意识，更能最大限度地提升学生的实验素养，提高学生对演示实验的重视程度，引发学生自主探究，并尝试自己采用演示实验的方式解决学习物理过程中遇到的难题。例如，在学习“动量和冲量”这一章节时，教师可以通过演示实验的方式，引导学生对冲量和动量问题进行思考，提高学生的主动探究意识。在学习完主要难点和概念后，教师可以取五颗提前准备好的弹丸，分发给学生，将其中的一颗装入玩具手枪中，沿黑板平行方向击发。当弹丸穿过纸靶后，教师假装再次装上弹丸，面向学生准备开枪，未等到枪响，学生便已经开始躲避和防御了。接着进行提问：“为什么之前老师射击时同学们并没有躲避，而现在要纷纷躲避呢？”通过提出疑问的方式，引发学生思考。学生结合生活实践与经验，能够在演示实验的基础上得出结论：物体的运动会产生相应的机械效果，机械效果的强与弱取决于物体质量和速度，而机械效果只能存在物体运动的方向上。教师顺势引入动量的概念。

三、开展趣味演示实验，破解学习中的难点

传统教学中，教师将学生学习的重点放在课本知识点的消化吸收上面，往往忽视物理演示实验的作用。使得学生对于物理学习的兴趣降低，进而导致物理教学效果不佳。学习的动力来源于对学习材料的兴趣，而学生的学习动力离不开对学科兴趣的培养。实验是高中物理教学的重要组成部分。教师可以通过提高演示实验频率的方式，在不断激发学生物理学习兴趣的基础上破解物理学习的难点，引发学生的好奇心。学生在学习过程中不知不觉地提高了注意力，主动参与教学过程，进而引发对实验内容深入思考，对实验结果和实验现象仔细观察，从而对实验产生更深印象，有效巩固所学物理知识。例如，在学习“万有引力定律”时，教师引导学生仔细阅读教材，找到万有引力的思路和特点。尽管牛顿看到苹果落地而发现万有引力属于传说，但要重视牛顿对天体和地球引力的思考。可以从苹果落地出发，引发学生的好奇心，为学生提供想象的空间，进而引出万有引力的概念。同时，为进一步帮助学生理解万有引力，可以选择两名学生到前台做游戏，一是让两人靠拢后离开，二是让两人跳起看能否在空中保持停止状态不动。然后让学生思考后者为何无法实现？ 既然自然界中任意物体都有万有引力，为何日常生活中人与人、人与物体之间并没有感觉呢？ 让学生在思考的过程中加深对抽象知识的理解[2]。

兴趣是教学活动顺利开展的基础。教师应充分利用演示实验教学，增强物理实验的趣味性，提高物理实验的形象化表达，以生活化的教学情境，不断激发学生的物理兴趣和爱好，增强学生的求知欲望，充分调动学生学习物理的积极性和创造性。例如，在学习“物体和质点”时，教师可以将提前准备好的羽毛高举后释放，让学生仔细观察羽毛是如何运动的。向学生发出提问：“羽毛的下落有什么特点？”教师可将其与竹蜻蜓做对比，竹蜻蜓的运动和羽毛的运动是否一致？ 其特点是什么？ 引导学生在对比的过程中，思考生活中物体不同的运动方式有何不同，是否能够忽略物体的大小和形状，以及在什么情况下能够忽略物体的形状与大小。在学习质点的过程中，教师向学生提问：“哪些物体可以当作质点？ 一辆在铁轨上匀速行驶的火车，能否将其看作质点？”在学习的过程中，教师通过不同的演示实验，提升学生的学习积极性，引发学生深入思考，加强与同学间的交流和沟通，培养良好的学习兴趣。

四、进行演示实验操作，提高学生实践能力

单一、枯燥的学习方式无法提高学生的学习兴趣，也难以提高学生的成绩。为帮助学生巩固学习知识，教师要在物理教学过程中设计多样化的实验。由于高中的物理教学任务较为繁重，为有效完成教学目标，多数物理教师通常采用自己单独完成演示实验的方式，学生只需要通过观察实验过程或实验结果就可以完成物理学习。这种方式尽管能够确保教学进度，但同时也限制了学生的实践能力，而且教师进行单独演示实验时，无法关注所有学生，座位相对靠后的学生极有可能出现看不清实验过程的情况，导致学生在物理课堂上未能学习到有效的知识，进而跟不上教师的教学进度和教学思路，影响物理学习效果。作为高中物理教师，在教学过程中应避免这种状况的发生。在课堂教学过程中，教师先进行整体演示实验，然后鼓励和引导学生亲自动手实践，从而验证实验结果的准确性，不断加深和巩固学生对实验步骤和结果的印象，充分了解和掌握物理知识的难点和重点。学生物理实践能力的提升有助于其学习能力和学习成绩的提高。例如，在学习“力的合成（平行四边形定则）”这一章节时，教师可以先进行实验演示，再将演示过程向同学逐一仔细说明，帮助学生理解和记忆。教师完成实验整个步骤后，要求学生亲自进行实验操作，在此过程中，教师应不断强调实验的注意事项，从而保证学生能够获得准确的数据信息，提高学生的自信心[3]。

五、创设演示实验情境，培养自主思考能力

当学生在学习过程中面临较难的知识点时，很容易丧失信心，不愿意开动脑筋，不肯主动思考，特别是在高中阶段，由于物理知识存在一定的难度，对学生的抽象思维能力有较高的要求，因此，学生通常在学习前就有了学不会的心理准备，导致他们在后期的实际学习中产生放弃的想法，为高中物理教学带来一定的难度。而演示实验不仅能够激发学生强烈的好奇心，还能将物理知识和实际生活进行紧密连接。教师利用和生活实际有关的实验开展教学，在实验过程中以创设情境的方式，让学生对实验结果进行假设，并合理阐述理由。在实际的演示实验过程中，教师可以向学生提出一些问题和建议，引导学生更加认真和仔细地观察整个实验过程，促进学生自主思考能力的提升。这种教学方式能够有效地将问题进行合理拆分，形成相应的小问题，便于学生思考和理解。值得注意的是：教师应保证问题的提出及情境的创设能够促进学生物理知识的学习和物理核心素养的提升，能有效提升物理课堂教学质量和效率。另外，教师在进行问题创设时应以实验为核心，确保问题和实验能够有机融合，提高知识的连续性和准确性，降低学生的思想压力，形成良好的思维能力。与此同时，教师应保证所提出的问题数量和难易程度相符合，对问题的难度进行合理有效把控，若题目过难会降低学生的自信心，导致学生的学习心态受到影响。在创设演示实验情境过程中教师一定要重视上述问题，以不断发展学生的自主思考能力。例如，在学习“自由落体运动”时，教师先向学生提出问题：“重的物体和轻的物体相比，哪一个下落得更快？ 物体下落的过程与哪些因素有关，质量较大的物体在下落过程中比质量小的物体快吗？”教师可以选择质量较大的物体和质量较小的物体进行演示实验，准备硬币和纸张，将纸张揉成团，使其与硬币在同一高处落下，观察两者的下落情况。通过反复的实验和对比，可以得出：质量大的物体下落快；质量相同时体积小的下落快；体积相同质量不同的物体下落一样快，以及物体下落的运动情况和物体质量无关。通过清晰的演示实验，能够帮助学生提高主动思考的积极性，使学生能够在增加实验印象的同时，充分掌握物理知识[4]。

六、抽象的问题具象化，突破思维的局限性

学生受到思维局限性的影响，当学习较为抽象的物理知识时会感到很吃力，很多知识点无法准确理解，更无法形成有效的物理思维和想象能力。而演示实验能够有效解决这个问题。通过演示实验，将抽象的知识具体化、形象化，帮助学生更好地理解和掌握物理知识，对学习的物理概念和物理定律有更深的印象和理解，既能形成物理思维，又能打破学生思维的局限性。例如，在学习“平抛物体运动过程”时，教师可以采用演示实验的方式，展现平抛物体的运动轨迹，使学生能够更加直观地观察了解到白纸上的平滑曲线。让学生彼此讨论后得出小球的轨迹，使抽象的运动更加具象化，加深学生对知识的理解[5]。

总之，演示实验在高中物理知识的学习中具有积极的意义，能够有效帮助学生掌握学习中的难点和重点，通过演示实验更有针对性地解决问题。高中物理教师应充分整合教学资源，创设不同的问题情境，增强演示实验的趣味性，打破学生的兴趣难点，使抽象的物理知识更加具体化；打破学生思维的局限性，提高学生的物理学习能力。